[发明专利]一种丙烷脱氢装置反应器用多孔砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种丙烷脱氢装置反应器用多孔砖及其制备方法，砖体的顶面为平面，底面的中部为一向砖体内凹陷的弧形面，所述弧形面与底面长边平行，从而使得砖体底部形成一个水平的连通空腔；所述砖体内分布有若干上下连通的孔道。本发明多孔砖砖体内分布有若干上下连通的孔道，有利于经过催化反应产生的丙烯产品往下走的过程中对多孔砖的冲刷，提高多孔砖的耐磨性能；底部弧面的设计，使得其在使用过程中与底部支撑砖之间形成一个空腔，在垂直于反应器轴线的方向上数块多孔砖短边接触后形成一个连续的、独立的弧顶大空腔，方便有效收集催化反应形成的产品。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种丙烷脱氢装置用多孔砖及其制备方法。

背景技术

丙烯是非常重要的化工原料。我国对丙烯的需求量巨大，主要用于生产聚丙烯等材料。丙烷脱氢（PDH）是一种吸热反应，是除裂解装置副产、炼厂副产外最主要的丙烯生产方式。丙烷脱氢是将丙烷催化转化为丙烯和氢气的工艺，具有转化率高、可连续作业、副产品仅为氢气、产品易分离等优点受到广泛关注，也是一种很有前景的生产方式。丙烷脱氢工艺中，市场占有率最高的一种工艺为catofin工艺，采用固定床反应器与科莱恩（原南方化学）开发的氧化铬基催化剂，连续过程采用循环反应器操作再热/再生操作。操作条件可进行选择，以优化转化率、选择性和能耗消耗之间的关系，丙烷转化为丙烯的总选择性大于86%。该工艺装备中核心之一是反应器内衬耐火材料，而在中国是个空白，因此设计和开发该反应器中的炉衬耐火材料是当务之急。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种catofin工艺反应器中反应床用多孔砖，该多孔砖设置在底部平整的支撑砖上，作为反应器的反应床，上面铺满不同粒径的氧化铝球，氧化铝球层上再填满催化剂，催化反应后生成的产品能够穿过砖体进入产品收集单元。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种丙烷脱氢装置反应器用多孔砖，砖体的顶面为平面，底面的中部为一向砖体内凹陷的弧形面，所述弧形面与底面长边平行，从而使得砖体底部形成一个水平的连通空腔；所述砖体内分布有若干上下连通的孔道。

使用时，将该多孔砖设置在底部平整的支撑砖上作为反应器的反应床，且带弧面的一侧朝下，将相邻的多孔砖底面水平的连通空腔接触后形成一个连续的、独立的弧顶大空腔；多孔砖上面铺满不同粒径的氧化铝球，氧化铝球层上再填满催化剂，催化反应后生成的产品通过砖体上下连通的孔道往下走，然后沿各个弧顶大空腔进入产品收集单元。

进一步地，所述孔道自上而下尺寸渐大，对生成的丙烯产品起到稳流的作用，有利于丙烯均匀稳定的导出。

所述孔道的横截面为椭圆形，沿椭圆形长轴方向的纵截面为梯形，稍度为3-5%；沿椭圆形短轴方向的纵截面为梯形，稍度为20-30%。

所述孔道位于顶面的端口为椭圆形孔，椭圆形孔宽度为上方与多孔砖接触的氧化铝球直径的21-28%，长度为上方与多孔砖接触的氧化铝球直径的2倍。

所述顶面上的椭圆形孔成排间隔分布，不同排之间的椭圆形孔相互错开，所述椭圆形孔所占面积为顶面总面积的10-20%。

所述弧形面的跨度为底面短边边长的68-74%，弧形面的高度为该圆弧所在圆形半径的5-8%。

上述丙烷脱氢装置反应器用多孔砖包括如下重量百分比的组份：

骨料：

3-1mm电熔莫来石10-20%，

3-1mm莫来卡特砂8-12%，

1-0mm板状刚玉15-25%，

1-0mm莫来卡特砂7-12%，

1-0mm堇青石7-13%；

细粉：

180目板状刚玉10-18%，